A James Webb űrteleszkóp korai észlelési programja kapcsán a napokban két új tanulmány is megjelent a Jupiter holdjairól, nevezetesen a Ganümédészről és az Ióról. Az elsőt Samantha Trumbo, a Cornell Egyetem csillagásza vezette kutatócsoport jegyzi, és benne a szakértők egy lenyűgöző felfedezésről számolnak be: a Ganümédészen hidrogén-peroxidot mutattak ki. A második tanulmányban pedig arról írnak a szerzők, hogy az Ión kén-monoxidot azonosítottak.

A két felfedezést egy meglehetősen fontos tényező kapcsolja össze: a Jupiter óriási befolyása természetes holdjaira. És mindkét vizsgálatot a csillagászat új szuperműszere, a James Webb űrteleszkóp (JWST) tette lehetővé, amellyel a Naprendszeren belül is nagyon fontos kutatások végezhetők, mondja Imke de Pater, a Berkeley csillagásza, a második kutatás vezetője.

A Ganümédész vizsgálatához a kutatók a Webb közeli infravörös spektrográfját (NIRSpec) használták, és ezzel látták a hold sarkainak közelében a hidrogén-peroxid (H2O2) nyeli el a fényt. Ennek a Földön fertőtlenítő- és fehérítőszerként használt vegyi anyagnak a jelenléte a Jupiter és a Ganümédész körül keringő töltött részecskék és a holdat borító jég közötti kölcsönhatások eredménye. A hold mágneses mezője mentén beérkező töltött részecskék tehát jelentősen megváltoztatják a sarki sapkák felszíni kémiáját, mondja Trumbo. A Ganümédész az egyetlen olyan hold a Naprendszerben, amelyről tudjuk, hogy saját mágneses mezővel rendelkezik.

A kutatócsoport szerint a ganümédészi hidrogén-peroxid-termelődés hátterében radiolízis áll, vagyis a sugárzás bontja a molekulákat. Hidrogén-peroxidot észleltek az Európén, egy másik Jupiter-holdon is, ott a hold felszínének nagy részén megfigyelhető. Ez részben azért van, mert az Európénak nincs mágneses mezője, ami normális esetben megvédi a felszínt a beérkező, nagy energiájú részecskéktől.

A másik tanulmány az Ió vizsgálatát részletezi, amelyen a Webb több, folyamatban lévő kitörés jelenlétét mutatta ki. Ezek közé tartozott egy felfénylés a Loki Patera nevű vulkanikus komplexumnál, és egy nagyon fényes kitörés a Kanehekili Fluctus vulkánnál. Az Ió vulkanizmusa a Jupiter által kifejtett rendkívül erős árapályhatás eredménye, amely a kráterekkel tarkított hold belsejének felhevülését okozza. A kutatók közvetlen kapcsolatot találtak az egyik vulkánkitörés a kén-monoxid (SO) gáz jelenléte között. A megfigyelést 2022. november 15-én végezték, amikor az Ió a Jupiter árnyékában volt, így a Jupiter visszavert fénye nem tudta elnyomni az Ió saját fényét.

Az Ió légköre főként kén-dioxidból (SO2) áll, amely a fagyott kén-dioxid olvadásának és vulkánkitöréseknek az eredménye. Ezek a vulkánok kén-monoxidot is kibocsátanak, amelyet azonban nehéz kimutatni. A Jupiter árnyékában azonban az Ió légkörében lévő kén-dioxid a felszínre fagy, és kén-monoxidot, valamint újonnan kibocsátott vulkáni kén-dioxid gázt hagy maga után, ami megkönnyíti a kimutatást. De Pater és társai korábban a hawaii Keck-teleszkóppal figyelték meg az Iót, és sikerült SO-kibocsátást igazolniuk, de ezt nem tudták összekapcsolni egyetlen aktív vulkánnal sem. A mostani megfigyelés viszont megerősíti a gáz képződésével kapcsolatos teóriájukat.